До вивчення впливу постійного електричного поля на сейсмічні хвилі
Проведено аналіз результатів експериментальних та теоретичних досліджень сейсмічних сигналів за дії зовнішного постійного електричного поля. Зроблено висновок, що така дія може підвищувати якість сейсмічних даних та створює нові можливості вивчення природи геологічного розрізу. Рекомендується...
Saved in:
| Date: | 2011 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
2011
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59533 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | До вивчення впливу постійного електричного поля на сейсмічні хвилі / Д.Н. Лящук, В.Ф. Кондрат, С.Р. Твардовська // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 175-177. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859657740925796352 |
|---|---|
| author | Лящук, Д.Н. Кондрат, В.Ф. Твардовська, С.Р. |
| author_facet | Лящук, Д.Н. Кондрат, В.Ф. Твардовська, С.Р. |
| citation_txt | До вивчення впливу постійного електричного поля на сейсмічні хвилі / Д.Н. Лящук, В.Ф. Кондрат, С.Р. Твардовська // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 175-177. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | Проведено аналіз результатів експериментальних та теоретичних досліджень сейсмічних сигналів за
дії зовнішного постійного електричного поля. Зроблено висновок, що така дія може підвищувати якість
сейсмічних даних та створює нові можливості вивчення природи геологічного розрізу. Рекомендується
продовження електросейсмічних досліджень.
Проведено анализ результатов экспериментальных и теоретических исследований сейсмических
сигналов при воздействии внешнего постоянного электрического поля. Сделано вывод, что такое
воздействие может повышать качество сейсморазведки и создает новые возможности изучения природы
геологического разреза. Рекомендуется продолжение электросейсмических исследований.
We review and analyse the avaiable theoretical and experimantal studies of seismic signals under the
influence of an external electrostatic field. It is shown that these effects can improve the quality of seismic data,
and thus create new possibilities to study the physics of geoloical media. Further directions of the electroseismic
research are discussed.
|
| first_indexed | 2025-11-30T09:33:38Z |
| format | Article |
| fulltext |
Геодинаміка 2(11)/2011
Лящук Д.Н., Кондрат В.Ф., Твардовська С.Р., 2011
УДК 550.83:539.3 Д.Н. Лящук1, В.Ф.Кондрат2, С.Р.Твардовська3
ДО ВИВЧЕННЯ ВПЛИВУ ПОСТІЙНОГО ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛЯ
НА СЕЙСМІЧНІ ХВИЛІ
Проведено аналіз результатів експериментальних та теоретичних досліджень сейсмічних сигналів за
дії зовнішного постійного електричного поля. Зроблено висновок, що така дія може підвищувати якість
сейсмічних даних та створює нові можливості вивчення природи геологічного розрізу. Рекомендується
продовження електросейсмічних досліджень.
Ключові слова: сейсмічні хвилі; постійне електричне поле; електромагнітомеханіка пористих тіл;
електросейсморозвідка.
Попри певну термінологічну незбалансованість
в області геофізики зв’язаних механічних та
електромагнітних полів, сейсмічні дослідження за
використання постійного електричного поля
обгрунтовано відносять до електросейсморозвід-
ки. Мабуть вперше вплив постійного електрич-
ного поля на сейсмічні хвилі досліджував
Д.Н.Лящук [Лящук, 1981]. Було проведено
комплес польових досліджень, які полягали в
порівняльному дослідженні енергетики та
амплітуди відбитого від внутрішніх границь
розділу сейсмічного сигналу в залежності від
величини напруженості електричного поля (вели-
чини постійного струму, який протікав у
геологічному середовищі), створюваному гене-
раторною групою. Сейсмічний сигнал створю-
вався за допомогою вибуху. Постійний струм
протікав між двома електродами, розміщеними на
кінцях розстановки сейсмоприймачів (від 300 м до
1200 м) так, щоб сейсмічна хвиля поширювалась в
електризованому середовищі. Проводилось також
електричне ВСП (ЕВСП) [Потапов та ін., 1995].
Схема введення постійного поля (струму) була
аналогічна попереднім дослідженням. Зауважимо,
що за такої схеми експерименту створюване
електричне поле практично перпендикулярне до
хвильового вектора збуджуваної поздовжньої
хвилі. Дослідження проводилися як в Україні
(Біче-Волицька зона Прикарпатського прогину,
Волинсько-Подільське закінчення Східно-
Європейської платформи, площі Рудки, Чайко-
вичі, Оглядів), так і в інших частинах бувшого
Союзу (Астраханське газоконденсатне родовище,
Безимянна площа; Прибалтика, Балтійська
синекліза, Західно-Бернатське структурне під-
няття). В результаті проведених досліджень було
встановлено, що створене електричне поле
приводить до підвищення енергії реєстрованих
сейсмічних коливань. Покращується регулярність
та амплітудна виразність сейсмічних записів,
зменшується фон перешкод, збільшується середня
енергія впорядкованих сигналів, покращується
кореляція відбить, розширюється спектральний
склад сигналів в сторону вищих частот. Було
встановлено також залежність загасання сейс-
мічної хвилі від напрямку вектора напруженості
електричного поля (напрямку протікання
електричного струму). Однак кількісні харак-
теристики впливу електричного поля на сейсмічні
сигнали були недостатньо суттєвими для
використанні в практиці сейсморозвідки. Пара-
лельно проводились роботи з математичного
моделювання механоелектромагнітних процесів в
пористих насичених розчином електроліту
середовищах та вивчення ефектів механоелектро-
магнітної взаємодії [Кондрат, 1987, Потапов та ін.,
1995]. Така взаємодія в моделі зумовлювалась в
основному кулонівськими силами для збурень
зарядів подвійного електричного шару, віднесених
до рідкої та твердої фаз. Розрахунки, проведені
для типових характеристик гірських порід,
показали, що зовнішне поле приводить до зміни
фазової швидкості та коефіцієнта загасання хвилі і
зміни відбиваючо-пропускної властивості повер-
хонь контакту різнорідних порід. Величина цих
змін залежить від напрямку протікання струму.
Було встановлено також, що поздовжне (по
відношенню до напрямку поширення хвилі) і
поперечне електричні поля кількісно по різному
впливають на поздовжню хвилю (яка в основному
використовувалась в експериментах). Вплив
поперечного поля є значно меншим за вплив
поздовжнього. У зв’язку з цим можна говорити
про неоптимальність вибору схеми проведення
згаданих електросейсмічних експериментів.
Зауважимо однак, що при побудові цього варіанту
моделі електромагнітної механіки пористого
насиченого середовища накладалися певні умови
(дотичність векторів напруженостей електричного
поля у фазах до границі їх розділу) на вектори
електромагнітного поля, які обмежували її область
використання.
У представленій в роботах [Бурак, 2004],
[Кондрат, 2005] моделі ці обмеження відсутні. В
статті [Кондрат, Твардовська, 2009] в рамках цієї
моделі вивчено вплив зовнішнього поздовжного
електричного поля на параметри плоскої
поздовжньої хвилі в пористому насиченому
середовищі. Встановлено, зокрема, що вплив поля
на коефіцієнт загасання хвилі особливо вагомий
для низьких, сейсмічних, частот. Це ілюструють
графіки, приведені на рис. 1 для різних діапазонів
зміни величини напруженості електричного поля –
на рис. 1а діапазон (-1, 1) В/м, а на рис. 1б – (-103,
103)В/м. Бачимо, що вже для циклічних
частот 1200,100 −=ω c і напруженості поля
175
Геодинаміка 2(11)/2011
Рис. 1 Залежність коефіцієнта загасання
хвилі першого роду від величини і
напрямку слабкого (а) і сильного (б)
зовнішнього електричного поля для частот
ω=100, 200, 400, 600 с-1 (суцільні,
пунктирні, штрихові і штрих-пунктирні
лінії)) за 18103 −−
σ ⋅=γ Па
1000 333.33 333.33 10005 .10 4
2.5 .10 4
0
2.5 .10 4
5 .10 4
Е0, В/м
γ3·104,
м-1
-333.3 333.3 -333.3 -1000
2.5
-2.5
5
б
γ3·106,
м-1
1 0.33 0.33 1
3 .10 6
2 .10 6
1 .10 6
0
Е0, В/м
а
-1
-2
-3
В/мE/мВ 0 11 <<− спостерігається зміна знаку
коефіцієнта загасання хвилі при зміні напрямку
поля. Ці результати узгоджуються з результатами
тих експериментів, згаданих вище, в яких
зовнішне поле створювалося так, що напрям його
напруженості створює малий кут з напрямом
поширення хвилі.
Необхідно зауважити, що в моделі [Буряк,
2004; Кондрат, 2005] не враховані електрохімічні
процеси в породі, спричинені електричним
струмом, газовиділеня внаслідок електролізу
рідини тощо. В роботах [Подбережный М.Ю.,
2003; Подбережный М.Ю., 2006; Подбережный
М.Ю., 2009] експериментально показано, що ці
процеси можуть вагомо змінювати, зокрема,
акустичні характеристики порід та окреслено
деякі можливості практичного використання
спостережуваних ефектів. Показано, що тривале
(15-20 хв) пропускання в пористому середовищі
незначного електричного струму може приводити
до суттєвої (до 10%) зміни величини швидкості
пружної хвилі в середовищі. Цей ефект вагомо
залежить від консолідованості порід та природи
рідини в поровому просторі. Він може служити
основою нових методів дослідження природи
геологіного середовища.
Таким чином проведені раніше дослідження
впливу постійного електричного поля на сейсмічні
хвилі показали його наявність. На жаль більшість
польових експериментів були проведені за
неоптимального напрямку зовнішнього електричного
поля по відношенню до напрямку поширення
сейсмічних хвиль. Це привело до занижених
кількісних оцінок такого впливу. Проведені в
останні роки дослідження показали, що (і) дія
постійного зовнішнього електричного поля на
сейсмічні хвилі може бути суттєвою і
представляти інтерес для геофізичної розвідки,
однак схеми проведення експериментів потрібно
оптимізувати, (іі) теорія, яка описує такі явища
(електромагнітна механіка пористих насичених
тіл), потребує подальшого розвитку з метою більш
повного врахування фізико-хімічних процесів, які
відбуваються в пористому середовищі під дією
зовнішнього електричного поля.
Література
Бурак Я.Й., Чапля Є.Я., Нагірний Т.С., Чекурін
В.Ф., Кондрат В.Ф., Чернуха О.Ю., Мороз Г.І.,
Червінка К.А. Фізико-математичне моделюван-
ня складних систем. – Львів: Сполом, 2004. –
264 с.
Кондрат В.Ф. К исследованию механоэлектромаг-
нитных процессов в пористых водонасыщен-
ных средах во внешнем электрическом поле //
Проблемы динамики взаимодействия деформи-
руемых сред. – Ереван: АН АрмССР, 1987. –
С. 166-170.
Кондрат В.Ф. Рівняння електромагнітної механіки
пористого насиченого середовища // Фізико-
математичне моделювання та інформаційні
технології. – 2005. - Вип. 1. - С.84-96
Кондрат В.Ф., Твардовська С.Р. Вплив
зовнішнього електричного поля на параметри
механічних хвиль сейсмічних частот у
пористому насиченому середовищі // Фізико-
математичне моделювання та інформаційні
технології. – 2009. - Вип.10. - С. 56-65
Лящук Д.Н., Бойко А.И., Бойко В.Н., Фрейк Н.Н.
Способ геофизической разведки. А.с. 1045190 СССР
МКИ G 01 V 3/08. - № 3371404/18-85; Заяв. 23.12.81;
Опубл. 25.06.1983. Бюл. № 36. – 2 с.
Подбережный М.Ю. Упругие характеристики
слабосвязанных гетерогенных сред,
возмущенных действием постоянного
электрического поля. // Геофизика: Доклады
38-39 межд. студенческих конф. -
Новосибирск: РИЦ НГУ. - 2003. - С. 73-83.
Подбережный М.Ю., Нефедкин Ю.А. Электросей-
смические явления в флюидонасыщенных
горных породах // Российский геофизический
журнал. - 2006. - № 43-44. - С. 103-108.
Подбережный М.Ю. Особенности взаимодействия
многофазных микроструктурированных сред с
акустическими и электрическими полями. –
Автореферат на соискание ученой степени
кандидата физ.-мат. наук. – Новосибирск.
-2009. – 17 с.
Потапов О.А., Лизун С.А., Кондрат В.Ф.,
Лящук Д.Н., Сейфулин Р.С., Ермаков Б.Д.,
Портнягин Н.Э. Основы сейсмоэлектроразвед-
ки. – Москва: Недра, 1995. – 268 с.
176
Геодинаміка 2(11)/2011
К ИЗУЧЕНИЮ ВЛИЯНИЯ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ
Д.Н. Лящук, В.Ф. Кондрат, С.Р. Твардовская
Проведено анализ результатов экспериментальных и теоретических исследований сейсмических
сигналов при воздействии внешнего постоянного электрического поля. Сделано вывод, что такое
воздействие может повышать качество сейсморазведки и создает новые возможности изучения природы
геологического разреза. Рекомендуется продолжение электросейсмических исследований.
Ключевые слова: сейсмические волны; постоянное электрическое поле; электромагнитомеханика
пористых тел; электросейсморазведка.
ON THE INFLUENCE OF ELECTROSTATIC FIELD ON SEISMIC WAVES
D.N. Lyaschuk, V.F.Kondrat, S.R.Tvardovska
We review and analyse the avaiable theoretical and experimantal studies of seismic signals under the
influence of an external electrostatic field. It is shown that these effects can improve the quality of seismic data,
and thus create new possibilities to study the physics of geoloical media. Further directions of the electroseismic
research are discussed.
Key words: seismic vawes; electrostatic field; electromagnetomechanics of porous bodies; electroseismic
explorations.
1 Карпатське відділення Інституту геофізики
2Львівський медичний інститут
3Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С.Підстригача НАН України
177
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-59533 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-30T09:33:38Z |
| publishDate | 2011 |
| record_format | dspace |
| spelling | Лящук, Д.Н. Кондрат, В.Ф. Твардовська, С.Р. 2014-04-08T20:41:25Z 2014-04-08T20:41:25Z 2011 До вивчення впливу постійного електричного поля на сейсмічні хвилі / Д.Н. Лящук, В.Ф. Кондрат, С.Р. Твардовська // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 175-177. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59533 550.83:539.3 Проведено аналіз результатів експериментальних та теоретичних досліджень сейсмічних сигналів за дії зовнішного постійного електричного поля. Зроблено висновок, що така дія може підвищувати якість сейсмічних даних та створює нові можливості вивчення природи геологічного розрізу. Рекомендується продовження електросейсмічних досліджень. Проведено анализ результатов экспериментальных и теоретических исследований сейсмических сигналов при воздействии внешнего постоянного электрического поля. Сделано вывод, что такое воздействие может повышать качество сейсморазведки и создает новые возможности изучения природы геологического разреза. Рекомендуется продолжение электросейсмических исследований. We review and analyse the avaiable theoretical and experimantal studies of seismic signals under the influence of an external electrostatic field. It is shown that these effects can improve the quality of seismic data, and thus create new possibilities to study the physics of geoloical media. Further directions of the electroseismic research are discussed. uk До вивчення впливу постійного електричного поля на сейсмічні хвилі К изучению влияния постоянного электрического поля на сейсмические волны On the influence of electrostatic field on seismic waves Article published earlier |
| spellingShingle | До вивчення впливу постійного електричного поля на сейсмічні хвилі Лящук, Д.Н. Кондрат, В.Ф. Твардовська, С.Р. |
| title | До вивчення впливу постійного електричного поля на сейсмічні хвилі |
| title_alt | К изучению влияния постоянного электрического поля на сейсмические волны On the influence of electrostatic field on seismic waves |
| title_full | До вивчення впливу постійного електричного поля на сейсмічні хвилі |
| title_fullStr | До вивчення впливу постійного електричного поля на сейсмічні хвилі |
| title_full_unstemmed | До вивчення впливу постійного електричного поля на сейсмічні хвилі |
| title_short | До вивчення впливу постійного електричного поля на сейсмічні хвилі |
| title_sort | до вивчення впливу постійного електричного поля на сейсмічні хвилі |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59533 |
| work_keys_str_mv | AT lâŝukdn dovivčennâvplivupostíinogoelektričnogopolânaseismíčníhvilí AT kondratvf dovivčennâvplivupostíinogoelektričnogopolânaseismíčníhvilí AT tvardovsʹkasr dovivčennâvplivupostíinogoelektričnogopolânaseismíčníhvilí AT lâŝukdn kizučeniûvliâniâpostoânnogoélektričeskogopolânaseismičeskievolny AT kondratvf kizučeniûvliâniâpostoânnogoélektričeskogopolânaseismičeskievolny AT tvardovsʹkasr kizučeniûvliâniâpostoânnogoélektričeskogopolânaseismičeskievolny AT lâŝukdn ontheinfluenceofelectrostaticfieldonseismicwaves AT kondratvf ontheinfluenceofelectrostaticfieldonseismicwaves AT tvardovsʹkasr ontheinfluenceofelectrostaticfieldonseismicwaves |